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5G网络切片,助力垂直行业数字化转型

2019年5月29日 16:58  CCTIME飞象网  作 者:张强

数字化转型是指将数字化技术应用于企业生产、业务运营或企业管理中。在5G时代,运营商面向医疗、交通、工业、能源、市政、教育、视频等领域,对各种典型的业务场景进行应用示范,推动5G技术在垂直行业数字化转型中的应用。

行业应用数字化转型的场景及需求

表1 典型行业应用场景示例

在众多垂直行业转型中,运营商将重点聚焦“智能电网、智能制造、车联网”,这也是国家“网络强国”和“工业互联网”发展的重大战略方向。

在智能电网中,通过数字化转型覆盖“发电、输电、变电、配电、用电”5大环节的电网通信业务,通过5G解决当前存在光纤铺设成本高,新业务发展受限等问题。

在智能制造中,如飞机制造,通过数字化转型实现万物互联、生产全流程数字化。通过数字换转型提升生产可靠性、提升生产/装配效率、降低(生产、运营)成本,打造一流的工业智能制造系统。

在车联网中,通过数字化转型提供V2V,V2I、V2P的低时延业务,实现自动驾驶、车辆编队、车辆防撞等;提供V2N高带宽业务,实现高清地图下载、车载娱乐等。

基于5G切片的行业应用数字化转型解决方案

在行业应用的数字转型中,各种业务的时延、带宽、安全等需求差异较大,单一的网络很难满足要求。中兴通讯5G网络切片可以提供灵活的组网、切片在线迁移、切片能力开放、5G LAN/TSN等关键技术及解决方案,再结合MEC,可以支撑和满足行业应用数字化转型中的各种需求。

灵活的5G切片部署场景,满足不同行业数字化转型的组网需求:根据行业应用不同的覆盖范围和安全隔离需求,中兴提供封闭场景、半封闭场景和开放场景等切片部署解决方案。封闭场景,如工业园区、生产车间等;开放场景,如车联网、智能电网等;半封闭场景,例如同一个终端可能同时接入园区内部或者外部的切片。针对不同场景特性,通过5G切片提供灵活的组网。

例如封闭场景,在工业园区内部署整个5GC,包含AMF、SMF、UPF、UDM等,同时园区内,可以根据业务需要构建不同的小微切片进行连接,如eMBB场景下的视频监控领域、mMTC场景下的传感器领域、URLLC场景下的柔性制造领域。对于切片管理系统,可以部署在工业园区,企业可自行对切片进行运维,或者部署在运营商数据中心,此时园区切片可由运营商代运维。

图1  封闭场景下网络切片部署方案

5G LAN/TSN支持行业应用中点对点,点对多点的通信需求: 中兴通讯提供构建基于5G LAN的切片(如电网差动保护的URLLC切片),通过UPF实现UE to UE通信,进行数据交互、业务卸载,降低传输时延。提供5G局域网终端组管理技术,自适应行业控制终端拓扑结构的变化。通过该技术不仅可以支撑电网中业务终端的直接通信,也可以支撑制造行业中机器人间的协同,以及办公区域打印机、笔记本电脑等设备的快速互联、办公无线化。

图2 终端到终端直接通信

切片在线迁移,支撑垂直行业差异化运营: 中兴提供切片在线迁移解决方案,使行业应用可以让用户动态地加入或者退出自己的切片,或者从一个切片迁移到另一个切片。通过切片迁移技术,行业应用可以很好地开展在线游戏、高清影院等差异化经营,或者VIP权益经营。对于同一种业务,可以运行在不同SLA等级的切片上,例如普通切片、高质量切片(如超低时延切片或高带宽切片)。对于普通用户缺省通过普通切片访问业务,高端行业用户可以通过掌上商城或者行业应用Portal,在线购买加速包,从而动态迁移到高质量切片,获得更好的业务体验。

切片的能力开放,实现行业应用切片的可视可控:切片能力开放解决方案,支持对切片的可视、可控及业务定制,从而支持切片中用户终端管理、QoS控制和切片监控等。

1) 终端管理:通过能力开放获取切片内的终端(如机器人、传感器等)的状态、终端位置等,从实现新业务、新功能的开发,例如车辆的编队管理、电网终端的可用性检测等。

2) QoS控制:通过PCF开放的能力修改切片中用户的QoS套餐,从而提升用户的体验,如对于王者游戏的VIP用户,可以订购加速包;对于电网的差动保护,修改时延策略。

3) 切片监控:通过能力开放获取切片的状态,检测切片实际运行的时延、带宽等,是否满足切片订购时提交的SLA需求。

5G切片+MEC,支撑行业应用新业务的开展: 在智能制造等行业中,存在大量的图像识别、视频分析、VR渲染等海量存储和高性能计算业务。其特点是数据量大,而且不出园区。MEC提供边缘计算,靠近用户侧,同时具有软件加速(DPDK)和硬件加速( 如GPU、FPGA)技术。中兴通讯提供融合MEC高性能计算与切片低时延特性的解决方案,将助力许多行业应用的开展和数字化转型,例如:

1) VR透明工厂: 通过5G eMBB切片+MEC实现VR低时延、高带宽通信。通过切片本地分流,及MEC的GPU加速,图像渲染,实现装配过程全部数字化,打造数字孪生,VR沉浸式用户体验。

2) 无人机质检: 如飞机制造中的无人机,需要对飞机的表面进行喷漆的检测,尤其飞机顶部监测,视频实时回传,通过5G eMBB切片+MEC解决飞机全方位大量视频/图片拍摄、回传、分析等问题。

5G切片作为5G重要的数字化技术之一,融合了云化/虚拟化、安全隔离、自动化、人工智能、软硬件加速等先进技术。随着5G的推进,5G切片技术将逐步应用于智能制造、智能电网、车联网,以及智慧城市、智慧园区、智慧校园、智慧医疗等各行各业,助力垂直行业的数字化转型,全面推动信息社会的发展。

编 辑:孙秀杰
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